滾動軸承失效分析

斯凱孚（中國）有限公司工程技術中心軸承失效分析概論滾動軸承負荷痕跡

失效模式分類1概論概論-軸承的生命周期跑合,穩定運行,失效階段.軸承在適當時候的停機軸承失效分析的目的當軸承失效時，我們希望了解失效產生的根本原因。以排除這種影響，避免問題的重復出現。

引起的軸承提前失效16%軸承失效模式-安裝不當引起的軸承提前失效36%軸承失效模式-潤滑不良引起14%軸承失效模式-污染引起的軸承提前失效34%軸承失效模式-疲勞失效分析需要收集的信息需要收集的信息包括:

RCFA完整的軸承型號機器的型號使用的安裝方法旋轉速度負荷軸承工作溫度環境溫度和濕度環境的污染水平工作制(24小時/天,7天/周)使用的潤滑劑及型號潤滑規范(方法,周期,量…)服務壽命(計算,實際,平均失效時間)由于失效產生的損失(生產損失,零件,工時…)2軸承負荷軌跡負荷軌跡模式標準徑向負荷外圈靜止內圈旋轉負荷恒定紅色區域:負荷區軌跡模式

實例1外圈靜止；內圈旋轉；負荷方向恒定（實例）外圈旋轉；內圈靜止；負荷方向恒定軌跡模式

實例2軌跡模式

實例3外圈旋轉或內圈旋轉；軸向負荷軌跡模式

實例4外圈靜止；內圈旋轉；徑向與軸向復合負荷作用軌跡模式

實例5外圈靜止；內圈旋轉；殼體傾斜；軌跡模式

實例6外圈靜止；內圈旋轉；殼體橢圓；軌跡模式

實例7外圈靜止，內圈旋轉；過大預負荷3軸承失效模式分類失效模式分類-ISO3.腐蝕1.疲勞2.磨損6.斷裂和開裂4.電腐蝕1.1.表面下的疲勞3.2.1.微動腐蝕1.2.表面疲勞2.1.磨粒磨損2.2.粘著磨損3.1.銹蝕3.2.摩擦腐蝕4.1.過電壓4.2.漏電流6.1.過載斷裂6.2.疲勞斷裂6.3.熱漲裂3.2.2.偽布氏壓痕5.塑性變形5.1.過載5.2.碎屑壓痕5.3.誤操作壓痕疲勞-表面下疲勞3.腐蝕1.疲勞2.磨損6.斷裂和開裂5.塑性變形4.電流腐蝕1.1.表面下疲勞1.2.表面疲勞重復的應力變化材料結構的變化表面下的微裂紋裂紋傳播成片,散裂和剝離疲勞-表面下的疲勞10mill.revs.63mill.revs.630mill.revs.疲勞-表面下疲勞疲勞-表面下的疲勞疲勞-表面下的疲勞疲勞-表面疲勞3.腐蝕1.疲勞2.磨損6.斷裂5.塑性變形4.電腐蝕1.1.表面下疲勞1.2.表面疲勞表面損傷潤滑不良滑動拋光微裂紋微剝落疲勞-表面疲勞

疲勞-表面疲勞的發展疲勞-表面疲勞疲勞-表面疲勞疲勞-表面疲勞疲勞-表面疲勞疲勞-表面疲勞軸承失效模式-磨損

3.腐蝕

2.磨損

1.疲勞

6.斷裂和開裂

5.塑性變形

4.電腐蝕

2.2.粘著磨損

2.1.磨粒磨損材料的逐漸消損潤滑不良雜質侵入表面不良加速磨損磨損-磨粒磨損在低速重載過薄油膜時，產生鏡面狀效應材料的剝離真正磨損的發生，多數是由于不充分的潤滑或是由于雜質的進入，導致表面精度破壞。磨損-磨粒磨損磨損－粘著磨損

3.腐蝕

2.磨損

1.疲勞6.斷裂和開裂

5.塑性變形

4.電腐蝕

2.1.磨料磨損

2.2.粘著磨損

加速度

拖尾/打滑/拉毛

材料轉移/摩擦發熱

溫度/再硬化引起的應力集中并出現裂紋或脫落現象

輕負荷磨損-粘著磨損(拖尾效應)材料從一個表面轉移到另一個表面

拖尾效應發生在滾動體以高加速度重新進入負荷區時。當負荷過低時拖尾效應也能發生在滾動體和滾道表面。磨損-粘著磨損失效模式分類-腐蝕

2.磨損

1.疲勞

6.斷裂和開裂

5.塑性變形

4.電腐蝕

3.1.銹蝕

3.腐蝕

3.2.摩擦腐蝕

氧化/生銹

化學反應

點狀腐蝕/片狀腐蝕

浸蝕(油水混合物)腐蝕-銹蝕腐蝕-銹蝕

2.磨損

1.疲勞

6.斷裂和開裂

5.塑性變形

4.電腐蝕

3.腐蝕

3.1.潮濕腐蝕

3.2.2.偽布什壓痕3.2.摩擦腐蝕3.2.1.微動腐蝕

兩個配合面的微運動

氧化

粉末狀銹蝕/材料消失

出現在受載配合面失效模式分類-腐蝕-摩擦腐蝕腐蝕-摩擦腐蝕-微動腐蝕微動腐蝕多發生在軸承套圈和軸或殼體之間出現相對運動。(一般時由于配合過松或其它錯誤而致）腐蝕-摩擦腐蝕-微動腐蝕

2.磨損

1.疲勞

6.斷裂

5.塑性變形

4.電腐蝕

3.腐蝕

3.1.潮濕腐蝕3.2.1.微動腐蝕

3.2.摩擦腐蝕

3.2.2.偽布什壓痕

滾動體/滾道

微運動/彈性變形

振動

腐蝕/磨損,發亮或發紅痕跡

當靜止時:等滾動體間隔

當旋轉時:平行的凹槽失效模式分類-腐蝕-摩擦腐蝕-偽布氏壓痕腐蝕-摩擦腐蝕-偽布氏壓痕腐蝕-摩擦腐蝕-偽布氏壓痕腐蝕-摩擦腐蝕-偽布氏壓痕腐蝕-摩擦腐蝕-偽布氏壓痕

2.磨損

1.疲勞

6.斷裂和開裂

5.塑性變形

4.電腐蝕

3.腐蝕

4.2.漏電流

4.1.過電壓

高電流:電火花

短時間內的局部高溫:熔融／焊接100微米凹坑失效模式分類-電腐蝕-過電壓電腐蝕-過電壓電腐蝕-過電壓電腐蝕-過電壓電腐蝕-過電壓

2.磨損

1.疲勞

6.斷裂

5.塑性變形

4.電腐蝕

3.腐蝕

4.1.過電壓

4.2.漏電流

低電流密度

淺凹坑

滾道和滾子表面沿滾子軸向的搓板紋

表面暗沉失效模式分類-電腐蝕-漏電流電腐蝕-漏電流電腐蝕-漏電流電腐蝕-漏電流

2.磨損

1.疲勞

6.斷裂和開裂

4.電腐蝕

3.腐蝕

5.塑性變形

5.2.雜質造成壓痕

5.1.過載

5.3.操作導致損傷

靜止或沖擊負荷

塑性變形

滾動體等間距壓痕

操作損傷失效模式分類-塑性變形-過載塑性變形-過載塑性變形-過載塑性變形-過載

2.磨損

1.疲勞

6.斷裂和開裂

4.電腐蝕

3.腐蝕

5.塑性變形

5.2.碎屑壓痕

5.1.過載

5.3.誤操作損傷

局部過載

雜質進入滾道產生壓痕

軟性材料/硬化鋼/硬的礦物質失效模式分類-塑性變形-碎屑壓痕塑性變形-碎屑壓痕塑性變形-碎屑壓痕

局部過載

由尖、硬物產生的刻痕失效模式分類-塑性變形-誤操作損傷

2.磨損

1.疲勞

6.斷裂

4.電腐蝕

3.腐蝕

5.塑性變形

5.2.碎屑壓痕

5.1.過載

5.3.誤操作損傷塑性變形-誤操作損傷

2.磨損

1.疲勞

4.電腐蝕

3.腐蝕

5.塑性變形

6.斷裂和開裂

6.1.過載斷裂

6.2.疲勞斷裂

6.3.熱漲裂

應力集中

超過抗拉強度

沖擊/過應力失效模式分類-斷裂-受力斷裂斷裂-過載斷裂

2.磨損

1.疲勞

4.電腐蝕

3.腐蝕

5.塑性變形

6.斷裂

6.2.疲勞斷裂

6.1.受力斷裂

6.3.熱斷裂

彎曲作用下超出疲勞強度

初始斷裂造成的蔓延

最終受力斷裂

套圈和保持架失效模式分類-斷裂-疲